авторефераты диссертаций www.z-pdf.ru
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
 

На правах рукописи

Белоусова Маргарита Алексеевна

НЕЙРОПРОТЕКТОРНАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ КОЭНЗИМА Q10 НА МОДЕЛИ

ФОКАЛЬНОЙ ИШЕМИИ ГОЛОВНОГО МОЗГА В ЭКСПЕРИМЕНТЕ

14.03.06 – фармакология, клиническая фармакология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата медицинских наук

Москва – 2015

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении высшего

образования «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова»

( ФГБУ ВО «МГУ имени М.В. Ломоносова»)

на факультете фундаментальной медицины

Научный руководитель:

Доктор медицинских наук, профессор

Медведев Олег Стефанович

Научный консультант:

Доктор фармацевтических наук, доцент

Каленикова Елена Игоревна

Официальные оппоненты:

Доктор медицинских наук, профессор,

научный консультант лаборатории

патологии и фармакологии гемостаза

ФГБУ «Гематологический научный центр»

Минздрава России

Макаров Владимир Александрович

Доктор медицинских наук,

ученый секретарь АО «Всероссийский научный

центр по безопасности биологически

активных веществ»

Яснецов Виктор Владимирович

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное научное учреждение

«Научный центр неврологии»

Защита состоится «____»__________2015 г. в ______ часов на заседании диссертационного

совета Д.001.024.01 на базе ФГБНУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова» по адресу:

125315, г. Москва, ул. Балтийская, д.8.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ученой части ФГБНУ «НИИ фармакологии

имени В.В. Закусова»

по адресу: 125315, Москва, ул. Балтийская, 8 и на сайте

http://www.academpharm.ru

Автореферат разослан «____» ___________ 2015 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор медицинских наук, профессор

2

Вальдман Елена Артуровна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Острые нарушения мозгового кровообращения являются

ведущей причиной смертности и инвалидизации трудоспособного населения в большинстве

стран мира. В США ежегодно около 700 тысяч человек переносят ишемический инсульт, в

России по данным Росстата - более 450 тысяч человек. Около 15% пациентов умирают в

течение первой недели заболевания, большинство выживших после инсульта пациентов

утрачивает трудоспособность и нуждается в постоянном уходе (Barquera, S.// Archives of

medical research. - 2015. -V. 46, № 5 - Р. 328-338). Это делает ишемический инсульт актуальной

проблемой не только медицинской, но и социально-экономической значимости. Возможности

патогенетической

терапии

инсульта

остаются

крайне

ограниченными.

Несомненную

терапевтическую эффективность в острой фазе инсульта доказали только тромболитические

препараты, однако, по данным NINDS (национального института неврологических болезней и

инсульта), меньше 5% пациентов с инсультом получают данную терапию и актуальным

является поиск новых лекарственных средств с нейропротекторным механизмом действия (Ly,

J.// Expert opinion on pharmacotherapy. - 2006. - V. 7, № 12. - P. 1571-1581). Ишемический

инсульт чаще всего возникает в результате перекрытия просвета мозговой артерии тромбом.

Своевременное восстановление церебрального кровотока ограничивает размер некроза, но, с

другой стороны, реперфузия вносит дополнительный вклад в повреждение головного мозга

(Lapi, D.// Journal of vascular research. - 2015. - V. 51, № 1. - P. 22-31). Возобновление кровотока

приводит к активации оксидативного стресса: инициирует образование свободных радикалов и

активных форм кислорода, активирует перекисное окисление липидов, повреждает ДНК и

вызывает гибель нейронов (Lavie., L.// Sleep medicine reviews. - 2015. - V. 20. - P. 27-45). При

этом активируются эндогенные защитные антиоксидантные системы (глутатионпероксидаза,

супероксиддисмутаза, каталаза), однако в условиях оксидативного стресса их оказывается

недостаточно для нейтрализации всех свободных радикалов, что приводит к гибели нейронов.

Препараты с антиоксидантным нейропротекторным механизмом действия, способные

остановить ишемический каскад, являются перспективными для использования как в качестве

монотерапии при инсульте, так и в сочетании с тромболитическими препаратами (Ord., E.//

Journal of cerebral blood flow and metabolism. - 2013. - V. 33, № 8. - P. 1215-1224). Коэнзим Q10

(CoQ10, убихинон, убидекаренон) – это вещество из класса бензохинонов, который

присутствует во всех клетках организма, участвует в переносе электронов в дыхательной цепи

на внутренней мембране митохондрий и является мощным эндогенным антиоксидантом. Он

предотвращает открытие митохондриальных пор, препятствует деструкции митохондрий,

улучшает эндотелиальную функцию и обладает комплексным противовоспалительным

действием (Bentinger, M.// Biochemical and biophysical research communications. - 2010. - V. 396,

№ 1.- Р. 74-79). Нейропротекторные эффекты CoQ10 были показаны в многочисленных

клинических и экспериментальных исследованиях таких нейродегенеративных заболеваний как

болезнь Паркинсона, хорея Хантингтона, болезнь Альцгеймера, при гипертензии и

атеросклерозе, а так же при ишемических повреждениях мозга (Salama, M.// CNS & neurological

3

disorders drug targets. - 2013. - V. 5, № 12. - P. 641-664). Из-за гидрофобности и крупных

размеров молекулы биодоступность коэнзима Q10 крайне низка – около 2%. После приема per

os уровень CoQ10 в плазме повышается медленно и достигает максимума спустя 6-8 часов, при

этом его проникновение в органы-мишени, особенно в головной мозг, окруженный

гематоэнцефалическим барьером, крайне ограничено (Bhagavan, H.// Free radical research. -

2006. - V.5, № 40. - Р. 445-453). В ургентных ситуациях, таких как ишемический инсульт, для

реализации нейропротекторного эффекта необходимо обеспечить быстрое проникновение

коэнзима Q10 в головной мозг, что может быть достигнуто с помощью его внутривенного

введения.

Степень

разработанности

проблемы:

исследования

убихинона

в

качестве

цитопротектора начались практически сразу после открытия его антиоксидантной роли. В

последние годы интерес мирового научного сообщества к изучению коэнзима Q10 в качестве

нейропротекторного агента сильно возрос – появляется все больше новых научных работ,

описывающих его изучение как in vitro, так и in vivo на различных моделях ишемии мозга и

нейродегенеративных заболеваний. Однако, в настоящее время, на фармацевтическом рынке

отсутствуют лекарственные формы убихинона для внутривенного введения. Такие экстренные

клинические ситуации, как ишемический инсульт, требуют быстрой доставки лекарственных

веществ

в

головной

мозг,

и

оптимальным

является

их

внутривенное

введение.

Нейропротекторная эффективность коэнзима Q10 при его внутривенном введении на модели

ишемии мозга ранее не изучалась и представляет несомненный научный интерес.

Цель исследования - комплексная оценка нейропротекторного эффекта коэнзима Q10

на модели фокальной ишемии головного мозга у крыс.

Задачи исследования

1. Оценить возможность накопления и динамику распределения CoQ10 в головном мозге

интактных крыс после однократного внутривенного введения CoQ10.

2. На нейрональной культуре клеток гиппокампа in vitro оценить влияние CoQ10 на

жизнеспособность

и

функциональную

активность

нейронов

в

условиях

острой

нормобарической гипоксии.

3. На моделях ишемии/реперфузии и хронической ишемии головного мозга оценить влияние

однократного

внутривенного

введения

CoQ10

на

первые

сутки

на

смертность,

неврологический статус, размер очага поражения головного мозга и тканевое содержание

CoQ10 в головном мозге животных.

4. На модели ишемии/реперфузии головного мозга оценить и сравнить эффекты однократного

внутривенного введения коэнзима Q10 и мексидолa на 7 сутки на смертность,

неврологический статус, размер очага поражения головного мозга и тканевое содержание

CoQ10 в головном мозге животных.

5. На модели ишемии/реперфузии головного

мозга оценить влияние двукратного

внутривенного введения CoQ10 на 7 сутки на смертность, неврологический статус, размер

очага поражения головного мозга и тканевое содержание CoQ10 в головном мозге

животных.

4

Научная новизна исследования. Впервые показана возможность быстрого пополнения

уровня коэнзима Q10 в головном мозге крыс и изучена динамика его уровня на протяжении 12

часов после внутривенного введения коэнзима Q10 в дозе 30 мг/кг у интактных животных и в

условиях ишемического повреждения мозга.

На нейрональной культуре клеток гиппокампа в условиях гипоксии впервые показана

нейропротекторная эффективность CoQ10 в концентрации 10 μМ, выражающаяся в

поддержании жизнеспособности нейронов и улучшении их функционального состояния на

протяжении 7 суток.

Впервые выявлена способность CoQ10 уменьшать неврологический дефицит и

ограничивать размер очага поражения головного мозга после внутривенного введения коэнзима

Q10 в дозе 30 мг/кг на моделях ишемии/реперфузии и необратимой ишемии головного мозга.

Научно-практическая

значимость

и

внедрение

результатов

исследования.

Полученные в результате настоящей работы данные об эффектах коэнзима Q10 дополняют и

расширяют имеющиеся сведения об этом веществе. Полученные результаты могут служить

основанием для расширения показаний для клинического применения препаратов на основе

коэнзима Q10 и обосновывают необходимость разработки лекарственных форм CoQ10 для

парентерального введения. Экспериментальные подходы, использованные в данной работе,

могут быть использованы для оценки эффективности различных нейропротекторных

лекарственных средств.

Методология

исследования.

Дизайн

исследования

согласуется

с

принципами

проведения экспериментов на лабораторных животных и проведения аналитических

исследований. Работа проводилась с соблюдением правил проведения научных исследований и

основывалась

на

принципах

биоэтики.

Теоретической

и

методологической

основой

исследования послужили фундаментальные и прикладные исследования отечественных и

зарубежных ученых по данной проблеме, публикации в периодических изданиях, методические

рекомендации. Теоретический анализ обзора литературы подкреплялся экспериментальными

лабораторными данными. Изучение нейропротекторной активности коэнзима Q10 проводили с

использованием современных актуальных методик. Исследования in vitro проводили на

культурах нейронов гиппокампа в условиях нормоксии и нормобарической гипоксии.

Определяли влияние коэнзима Q10 в концентрации 10 μМ на жизнеспособность нейронов и их

функциональную активность. Ишемию головного мозга in vivo моделировали путем

постоянной и временной окклюзии средней мозговой артерии. Коэнзим Q10 вводили

внутривенно в различные временные сроки. Неврологический дефицит у животных оценивали

по шкале mNSS (modified neurological stroke score). Размер поражения головного мозга

определяли морфологически с помощью окраски мозга метаболическим красителем. Тканевое

содержание

коэнзима

Q10

определяли

с

помощью

высокоэффективной

жидкостной

хроматографии по стандартной методике.

5

Положения, выносимые на защиту

1. Возможность быстрого повышения уровня CoQ10 в головном мозге крыс после его

однократного внутривенного введения в дозе 30 мг/кг у интактных животных и в условиях

ишемического повреждения.

2. Способность CoQ10 в концентрации 10 μМ повышать выживаемость и улучшать

функциональную активность нейронов in vitro в условиях острой нормобарической

гипоксии.

3. Нейропротекторная эффективность CoQ10, выражающаяся в улучшении неврологического

статуса и уменьшении размера очага некроза мозга на моделях хронической ишемии и

ишемии/реперфузии головного мозга у крыс.

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность полученных

результатов обусловлена однородностью выборки объектов эксперимента, использованием

валидизированных методов количественного анализа, согласованностью с результатами

опубликованных

ранее

исследований,

теоретическим

обоснованием

полученных

экспериментальных данных. Основные результаты работы были доложены и обсуждены на

следующих конференциях: X Международном Междисциплинарном конгрессе «Нейронаука

для Медицины и Психологии» (Судак, 02-12 июня 2014 года); Международном конгрессе по

нейронаукам (Красноярск, 19 -21 июня 2014 года); 27-ом Международном конгрессе по

нейропсихофармакологии (ECNP) (Берлин, 18-21 октября 2014 года); XXI Международной

конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (Москва, 7-11 апреля

2014 года); 25-ом Международном съезде Европейского общества по изучению гипертензии и

сердечнососудистых заболеваний (Милан, 12-15 июня 2015 года); 8-ом Международном

конгрессе общества по изучению коэнзима Q10 (Болонья, 8-11 октября 2015 года). Результаты

исследований отмечены Дипломом I степени на Международной конференции студентов,

аспирантов и молодых учёных «Ломоносов» в 2014 году. По результатам работы выдан патент

№ 2554500 «Способ лечения ишемического инсульта» от 10 апреля 2015.

Личный вклад автора. Научные результаты, обобщенные в диссертационной работе,

получены автором самостоятельно. Автору принадлежит ведущая роль в анализе данных

литературы по теме диссертационной работы, проведении экспериментальных исследований,

анализе и обобщении полученных результатов. Автором лично сформулированы основные

положения, выводы и рекомендации. В работах, выполненных научным коллективом, автором

проведен анализ полученных данных. Вклад автора является определяющим и заключается в

непосредственном участии на всех этапах исследования: от экспериментально-теоретической

реализации поставленных задач до обсуждения результатов в научных публикациях.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 работ, из них 3 статьи в

рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ, 6 тезисов

докладов в материалах российских и международных конференций, 1 патент.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 162 страницах

машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы и экспериментальной части,

включающей описание материалов и методов, результаты исследований и их обсуждение и

6

приложения, а так же выводов и списка литературы. Диссертация включает 14 таблиц и 23

рисунка. Библиографический список содержит 221 источников, из них 193 на иностранном

языке.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование фармакокинетики коэнзима Q10 при его внутривенном введении

проводили на 62 самцах-крысах Вистар. Животным внутривенно в бедренную вену вводили

«Кудесан-раствор» (3% капли для приема внутрь, ОАО «Rusfic», Россия, основное

действующее вещество – убидекаренон 30,0 мг – 1 мл). На протяжении 8 суток после введения

по 11 временным точкам проводили забор образцов ткани головного мозга. Содержание

коэнзима Q10 в головном мозге определяли с помощью высокоэффективной жидкостной

хроматографии с электрохимическим детектированием.

Исследования in vitro проводили совместно с научной группой д.б.н., профессора

Мухиной И.В. в Нижегородской Государственной Медицинской Академии. Культуру клеток

гиппокампа получали от 18-дневных эмбрионов мышей линии С57BL/6. Клетки инкубировали

в CO2-инкубаторе на предметных стеклах и мультиэлектродных матрицах MED64 (Германия).

Нормобарическую гипоксию создавали путем замены культуральной среды клеток на среду с

пониженным содержанием кислорода (менее 4%). К культурам добавляли субстанцию

коэнзима Q10 (10 μМ) или растворитель (1,5% ДМСО) через 5 минут после начала гипоксии и

после реоксигенации. Для определения жизнеспособности клетки окрашивали пропидий

иодидом и бис-бензимидом на 1, 3 и 7 сутки постгипоксического периода. Функциональную

активность клеток определяли путем длительной регистрации внеклеточных потенциалов с

помощью программы Conductor™ (Alpha Med Science, Япония).

Исследования in vivo проводили на 200 самцах-крысах Вистар (300-400 гр). Фокальную

ишемию головного мозга моделировали по методике Long E.Z. путем интралюминальной

окклюзии средней мозговой артерии филаментом (DOCCOL, USA) с последующей

реперфузией

(длительность окклюзии

60 минут) или

без

нее.

Коэнзим Q10 или

физиологический раствор вводили внутривенно в различные временные сроки в концентрации

30 мг/кг и 2 мл/кг соответственно. Неврологический статус определяли по шкале mNSS

(modified neurological stroke score), включающей 6 тестов: 1 – спонтанная активность в клетке;

2- симметричность движений конечностями; 3 – тест подвешивания за хвост; 4- тест

подсаживания на вертикальную сетку; 5- чувствительность при прикосновении к вибриссам; 6-

чувствительность при прикосновении к туловищу. По каждому тесту выставляли баллы от 0 до

3, затем баллы суммировали. Чем меньше суммарный балл, тем тяжелее неврологический

дефицит. Размер очага некроза в головном мозге определяли планиметрически, после окраски

пяти коронарных срезов мозга в 2% растворе ТТХ. Расчет объема некроза головного мозга

проводили с помощью программы ImageJ и представляли в виде процентного отношения к

объему ипсилатерального полушария. Содержание коэнзима Q10 в головном мозге определяли

7

с помощью ВЭЖХ с электрохимическим детектированием раздельно в ипсилатеральном (после

удаления некротизированной области) и контралатеральном полушариях.

Статистическую обработку данных проводили с помощью программы STATISTICA 6.0

и Microsoft Excel. Сравнение значений исследуемых показателей между различными группами

проводили с помощью непараметрического U-критерия Манна-Уитни. Данные представлены в

виде ср.знач ± станд.откл и ср.знач ± станд.ош, где ср.знач - среднее арифметическое значение

показателя для группы, станд.откл – стандартное отклонение, станд.ош – стандартная ошибка

среднего. Различия считали статистически значимыми при р0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Исследование накопления CoQ10 в головном мозге интактных крыс после

однократного внутривенного введения CoQ10.

Прирост уровня коэнзима Q10 в головном мозге животных на протяжении 192 часов после

однократного внутривенного введения CoQ10 представлен на рисунке 1.

Рис. 1 - Процент прироста CoQ10 в

головном мозге крыс после однократного

внутривенного введения CoQ10 по

отношению к группе «Контроль».

Данные представлены в виде

ср.знач ± станд.откл, * - p0.05 по

сравнению с группой «Контроль»,

по U-критерию Манна-Уитни.

Из представленных данных следует, что уже через 15 минут после однократного

внутривенного введения CoQ10 происходит повышение его уровня в головном мозге на 55%,

которое достигает максимума к 2 часам после введения (повышение на 76%), р0,05. Уровень

CoQ10 остается достоверно повышенным на протяжении 12 часов (на 32%) после однократного

введения, затем постепенно возвращается к исходным значениям. Полученные данные

показали, что коэнзим Q10 проходит через гематоэнцефалический барьер в головной мозг, и

послужили основанием для изучения возможного нейропротекторного эффекта CoQ10 in vivo

на модели ишемического инсульта у крыс.

8

11,08±1,35#

11,84±0,84#

13,69±1,89#

Гипоксия+СоQ10

Данные представлены в виде ср.знач ± станд.откл, * - р0,05 относительно 1 суток постгипоксического

периода,# - р0,05 относительно группы «Гипоксия контроль» по U-критерию Манна-Уитни.

3.

Изучение

нейротропных

и

нейропротекторных

свойств

CoQ10

на

модели

нормобарической гипоксии на нейрональной культуре клеток гиппокампа

В условиях нормоксии добавление в культуральную среду субстанции коэнзима Q10 в

концентрации 10 μМ или растворителя (1,5% ДМСО) не вызвало изменения биоэлектрической

активности нейронной сети первичной культуры клеток гиппокампа.

Во время гипоксии активность нейронов во всех экспериментальных группах

прекращалась через 3 минуты после начала гипоксии. Добавление препарата через 5 минут

после начала гипоксии не приводило к восстановлению спонтанной биоэлектрической

активности клеток во время периода гипоксии. В течение 2 часов после гипоксии наблюдался

реоксигенационный синдром, обусловленный возобновлением поступления кислорода к

клеткам, повышением свободно-радикального окисления, выброса глутамата и, как результат, –

увеличением активности нейронов в составе нейронной сети. В группе «Гипоксия+ДМСО»

наблюдалось увеличение количества более коротких малых пачек с меньшим количеством

спайков. Добавление субстанции коэнзима Q10 к культурам предотвращало развитие

9

2. Изучение влияния коэнзима Q10 на выживаемость нейронов после воздействия острой

нормобарической гипоксии на нейрональной культуре клеток гиппокампа

В данном исследовании на нейрональной культуре клеток гиппокампа было показано,

что CoQ10 в концентрации 10 μМ не обладает цитотоксичностью. Количество мертвых клеток в

культуре не превышало значения 2-4% в интактных культурах, без добавления субстанции и

растворителя. Изучение соотношения мертвых и живых клеток по маркированию ядер после

воздействия нормобарической гипоксии выявило значительное повышение количества мертвых

клеток в группе «Гипоксия контроль», начиная с первых суток после гипоксии. Выживаемость

нейронов в группе «Гипоксия+ДМСО» не отличалась от группы контроля. Введение

субстанции Q10 предотвращало значительное снижение жизнеспособности на протяжении

всего постгипоксического периода, что свидетельствует о выраженной нейропротекторной

активности коэнзима Q10 (см. табл. 1). Показано, что в группах «Гипоксия контроль» и

«Гипоксия+ДМСО» на протяжении 7 суток постгипоксического периода гибель нейронов

продолжалась и увеличилась в 1,5 раза к 7 суткам, р0,05. В группе «Гипоксия+CoQ10» не

происходило увеличения гибели клеток после 1 суток, таким образом, коэнзим Q10 не только

повышал выживаемость нейронов в остром периоде, но и предотвращал отсроченную гибель

клеток.

Таблица 1 - Жизнеспособность нейронов после острой нормобарической гипоксии (процент

мертвых клеток,%)

Название группы

1 сутки

3 сутки

7 сутки

Гипоксия контроль

42,7±4,23

35,51±2,49

62,9±6,53*

Гипоксия+ДМСО

32,39±4,57

35,73±2,97

52,33±8,64*

реоксигенационной суперактивности нейронной сети и восстанавливало активность сети

практически до исходных значений (см. рис. 2).

Рис. 2 - Влияние СоQ10 на функциональную

активность клеток гиппокампа.

Данные представлены в виде ср.знач ± станд.откл,

* - p0.05 относительно исходного уровня,

# - p 0,05 относительно группы

"Гипоксия+ДМСО",

по U-критерию Манна-Уитни.

В последующих сутках после гипоксии в контрольных группах наблюдалось

постепенное снижение сетевой активности нейронов вплоть до полного ее исчезновения на 5-7-

е сутки. В группе «Гипоксия+CoQ10» активность сети сохранялась на прежнем уровне вплоть

до 7 суток, а по некоторым показателям даже превышала ее. Следовательно, коэнзим Q10

обладает свойствами предупреждать эксайтотоксичность, обусловленную выбросом глутамата

в

момент

реоксигенации

после

кратковременной

гипоксии,

а

так

же

повышать

жизнеспособность нейронов, и, таким образом, реализовывать нейропротекторный эффект.

4. Изучение нейропротекторного эффекта однократного внутривенного введения CoQ10

на модели ишемии/реперфузии головного мозга крыс.

В данном эксперименте была моделирована клиническая ситуация временной окклюзии

артерии головного мозга тромбом с последующей реперфузией, возникающей либо в

результате спонтанной реканализации тромба, либо под действием тромболитических

препаратов.

Смертность животных. Максимальную смертность животных наблюдали в период

18-20 часов после операции. Смертность в течение 24 часов в группе животных, получавших

препарат CoQ10 была в 2 раза меньше, по сравнению с животными, получавшими

физиологический раствор (15% и 33% соответственно), р0,05.

10

Неврологический статус животных. Неврологический статус всех животных перед

операцией был в пределах нормальных значений (17-18 баллов). Оценку неврологического

дефицита проводили через 24 часа после операции, перед декапитацией животных. У животных

из группы «Л.о.» (ложнооперированные) не было выявлено неврологического дефицита. У всех

животных, перенесших окклюзию средней мозговой артерии, происходило формирование

неврологического дефицита разной степени выраженности. Данные неврологического статуса

животных представлены на рисунке 3.

Рис. 3 - Неврологический статус

животных.

По оси Х- 6 неврологических тестов,

по оси У- баллы.

Данные представлены в виде

ср.знач ± станд.откл,

*- р0,05 относительно группы

«ОСМА и/р + физ.р-р» по

U-критерию Манна-Уитни.

Неврологический статус животных, получавших CoQ10, статистически отличался от

животных, получавших физиологический раствор как по суммарному баллу, так и по всем 6

тестам в отдельности, р0,05. Наиболее показательными были тесты 3 и 4 – тест

симметричности движений при подвешивании за хвост и тест взбирания по вертикальной сетке.

Животные из группы «ОСМА и/р + физ.р-р» при подвешивании за хвост изгибались только в

одну сторону и не могли ухватиться за свой хвост, а при подсаживании на сетку падали, при

этом передние конечности на пораженной стороне тела проваливались сквозь сетку, животное

не могло цепляться за прутья. Это свидетельствует о выраженных двигательных нарушениях на

стороне тела, противоположной пораженному полушарию.

Размер очага поражения головного мозга животных. У ложнооперированных

животных с помощью окраски мозга раствором ТТХ макроскопически не было выявлено

формирования зоны некроза. У всех животных, перенесших окклюзию средней мозговой

артерии, была выявлена зона некроза в пораженном полушарии. Зоны поражения головного

мозга животных представлены на рисунке 4.

11

Рис. 4 - Зоны поражения головного мозга (в %

к объему ипсилатерального полушария).

Данные представлены в виде

ср.знач ± станд.ош,

* - р0,05 относительно группы

«ОСМА и/р + физ.р-р»

по

U-критерию Манна-Уитни.

Зона некроза головного мозга у животных из группы «ОСМА и/р + физ.р-р» составила

26,3±2,2% по отношению к ипсилатеральному (пораженному) полушарию. При этом у всех

животных область некроза распространялась как на подкорковые структуры, так и на кору

головного мозга. У животных, получивших однократную внутривенную инъекцию CoQ10,

происходило ограничение зоны некроза, она составила 8,7±1,5% по отношению к

ипсилатеральному полушарию и располагалась преимущественно в подкорковых структурах (у

3 животных из 11 зона некроза затрагивала кору и подкорковые структуры). Зона некроза в

головном мозге животных, получавших CoQ10 была на 67% меньше, по сравнению с

животными из группы «ОСМА и/р + физ.р-р».

Тканевое содержание CoQ10 в головном мозге. Коэнзим Q10 является эндогенным

веществом, в норме содержится в клетках головного мозга и его уровень сильно варьирует в

зависимости от рациона питания и условий содержания животных. При введении CoQ10

интактным животным (группа «Интактные + CoQ10») через 24 часа после введения его уровень

в головном мозге достоверно не отличался от фонового (группа «Интактные»), р0,05. Уровень

CoQ10 в мозге ложнооперированных животных так же не отличался от интактных животных,

таким образом, окклюзия общей сонной артерии на 90 минут не только не приводила к

формированию неврологического дефицита и очага поражения у животных, но и не изменяла

тканевое содержание эндогенного антиоксиданта в мозге. Абсолютные значения CoQ10 по всем

группам представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Абсолютное содержание CoQ10 в ткани головного мозга животных, мкг/г

Интактные

Интактные

Л.о.

ОСМА и/р + физ.р-р

ОСМА и/р + CoQ10

+ CoQ10

29,6±1,9

27,2±1,4

24,9±1,3

И/л полуш

К/л полуш

И/л полуш

К/л полуш

21,1±2,2*#

23,7±2,8*#

28,3±2,7

29,9±2,7*

И/л- ипсилатеральное полушарие, К/л- контралатеральное полушарие. Данные представлены в виде

ср.знач ± станд.откл, *-р0,05 относительно групп «Интактные» и «Л.о.», #-p0.05 относительно

группы «ОСМА и/р + CoQ10» по U-критерию Манна-Уитни.

12

У животных, перенесших окклюзию средней мозговой артерии, содержание CoQ10

определяли

отдельно

в

контралатеральном

и

ипсилатеральном

(после

удаления

некротизированной области) полушариях. Ишемия мозга в группе «ОСМА и/р + физ.р-р»

приводила к снижению уровня эндогенного CoQ10 в обоих полушариях, при этом его уровень в

ипсилатеральном полушарии был достоверно ниже, чем в контралатеральном. Это

свидетельствует об истощении эндогенного антиоксидантного резерва мозга в условиях

ишемически/реперфузионного повреждения. Однократное внутривенное введение CoQ10

приводило к восстановлению уровня CoQ10 в головном мозге в обоих полушариях. При этом в

ипсилатеральном полушарии уровень CoQ10 восстанавливался до фонового уровня (р0,05), а в

контралатеральном полушарии происходило его накопление выше уровня «Интактных»

животных, р0,05.

3. Изучение нейропротекторного эффекта однократного внутривенного введения CoQ10

на модели необратимой ишемии головного мозга крыс

В данной серии экспериментов была моделирована клиническая ситуация необратимой

окклюзии артерии головного мозга тромбом без последующего восстановления просвета

сосуда.

Смертность животных. Постоянная окклюзия средней мозговой артерии без

реперфузии приводила к более тяжелому поражению головного мозга, по сравнению с

ишемией/реперфузией. Смертность в обеих экспериментальных группах была выше, по

сравнения с предыдущим экспериментом и достоверно не различалась между группами

«ОСМА хр/и + физ.р-р» и «ОСМА хр/и + CoQ10».

Неврологический статус животных. Данные неврологического статуса животных из

группы «ОСМА хр/и + физ.р-р» и «ОСМА хр/и + CoQ10» представлены на рисунке 5.

Суммарный балл у животных в обеих экспериментальных группах в данном эксперименте был

ниже,

по

сравнению

с

предыдущим

экспериментом,

где

использовали

модель

ишемии/реперфузии. В группе «ОСМА хр/и + физ.р-р» средний балл составил 7,1 и был

достоверно ниже, чем в группе «ОСМА хр/и + CoQ10» (10,3), р0,01. При этом достоверные

различия были обнаружены по всем двигательным тестам (1-4 тесты) и не были обнаружены в

тестах на чувствительность - прикосновение к вибриссам и туловищу (тесты 5-6). Это может

свидетельствовать о том, что более тяжелое поражение головного мозга приводит к

невосполнимой утрате чувствительности на стороне туловища, противоположно

пораженного полушария, однако двигательные функции возможно улучшить.

13

области

Рис. 5 - Неврологический статус

животных.

Данные представлены в виде

ср.знач ± станд.откл,

*- р0,01 относительно

«ОСМА хр/и + физ.р-р» по

U-критерию Манна-Уитни.

Размер очага поражения головного мозга. В результате постоянной окклюзии средней

мозговой артерии в течение 24 часов происходило образование достоверно большей зоны

некроза

головного

мозга,

по

сравнению

с

зоной

некроза,

образующейся

после

ишемии/реперфузии. Зона некроза у животных из группы «ОСМА хр/и + физ.р-р» затрагивала

больше половины ипсилатерального полушария и составила 57,2±2,8%. По сравнению с

предыдущим экспериментом (ишемия/реперфузия) зона поражения у животных в группе,

получавшей физиологически раствор увеличилась в 2 раза (на 54%), р0,05. В группе животных

«ОСМА хр/и + CoQ10» зона поражения затрагивала чуть больше четверти пораженного

полушария и составила 28,4±2,9%. По сравнению с животными, получавшими CoQ10 в

эксперименте с ишемией/реперфузией зона некроза мозга увеличилась на 69%, р0,05.

Вероятнее

всего,

в

патогенезе

развития

постоянной

ишемии

свободно-радикальное

повреждение мозга играет меньшую роль, чем в реперфузионном поражении. Этим можно

объяснить менее выраженный нейропротекторный эффект препарата CoQ10 при данной модели

ишемии мозга. Однако, различия в зоне повреждения головного мозга в группах «ОСМА хр/и +

физ.р-р» и «ОСМА хр/и + CoQ10» являются достоверными и зона поражения у животных

получавших препарат CoQ10 на 50% меньше, по сравнению с животными, получавшими физ.р-

р, р0,05. Соотношения зон некроза головного мозга в экспериментальных группах

представлено на рисунке 6.

14

Рис. 6 - Зона поражения головного мозга (в

% к объему ипсилатерального полушария).

Данные представлены в виде

ср.знач ± станд.ош,

* - р0,05 относительно группы

«ОCМА хр/и + физ.р-р» по

U-критерию Манна-Уитни.

Тканевое содержание коэнзима Q10 в головном мозге. Абсолютное содержание CoQ10 в

ткани мозга во всех экспериментальных группах представлено в таблице 6. Уровни CoQ10 в

головном мозге интактных и ложнооперированных животных достоверно не различались, р0,05.

Постоянная ишемии головного мозга в течение 24 часов приводила к достоверному снижению

тканевого содержания CoQ10 в обоих полушариях в группе «ОСМА хр/и + физ.р-р», р0,05.

Уровень CoQ10 в ипсилатеральном полушарии был на 25% меньше, чем у интактных животных

(р0,05) и достоверно не отличался от контралатерального полушария.

Таблица 6 - Абсолютное содержание CoQ10 в ткани головного мозга животных, мкг/г

Интактные

Л.о.

ОСМА хр/и + физ.р-р

ОСМА хр/и + CoQ10

И/л полуш

К/л полуш

И/л полуш

К/л полуш

27,7±1,0

22,5±1,8

16,9±2,1*#

18,4±2,3*#

23,9±2,6

24,4±1,2*

Данные представлены в виде ср.знач ± станд.откл, *-р0,05 относительно интактных и

ложнооперированных животных, #-р0,05 относительно «ОСМА хр/и + CoQ10» (оба полушария) по

U-критерию Манна-Уитни.

В группе животных, получавших коэнзим Q10, уровень тканевого CoQ10 был

достоверно выше, чем у животных, получавших физиологический раствор, р0,05. При этом в

контралатеральном полушарии происходил накопление препарата, его уровень был достоверно

выше, чем у интактных животных, р0,05. В ипсилатеральном полушарии происходило

восстановление уровня CoQ10 до уровня интактных животных. Однако, различия в уровне

CoQ10 в ипсилатеральном и контралатеральном полушариях в группе «ОСМА хр/и + CoQ10»

не были статистически значимыми, р0,05. В данном эксперименте впервые было показано, что

внутривенное введение коэнзима Q10 на модели хронической ишемии мозга приводит к его

накоплению в головном мозге и реализации нейропротекторного эффекта, который выражается

в уменьшении очага некроза мозга на 50% и улучшении двигательных функций. Постоянная

ишемия мозга без реперфузии приводила к формированию большой зоны некроза и к

выраженному неврологическому дефициту. Смертность животных в экспериментальных

15

группах так же была высока, поэтому, с учетом механизма действия коэнзима Q10, для

дальнейших экспериментов решено было исследовать нейропротекторный механизм CoQ10 на

модели ишемии/реперфузии головного мозга.

4. Сравнение нейропротекторной эффективности однократного внутривенного введения

препарата «Мексидол» и CoQ10 на модели ишемии/реперфузии головного мозга крыс

В предыдущих экспериментах нами было изучено влияние препарата CoQ10 на головной

мозг в остром периоде ишемического инсульта (длительность экспериментов составляла 24

часа). В данном эксперименте нами был изучен отсроченный эффект однократного

внутривенного введения препарата CoQ10 на модели ишемии/реперфузии головного мозга, а

так же было проведено его сравнение с нейротропным препаратом Мексидол, который так же

является антигипоксантом и нейропротектором и показан для терапии нарушений мозгового

кровообращения (длительность эксперимента 7 дней).

Смертность животных. Смертность в группах «ОСМА + физ.р-р», «ОСМА + CoQ10»

и «ОСМА + Мекс»

достоверно не различалась. В данном эксперименте максимальную

смертность животных наблюдали на 3-5 сутки после моделирования ишемии мозга. Это

объясняется развитием отека и увеличением зоны повреждения

головного мозга на

протяжении 5 дней после окклюзии. Не было зафиксировано смерти животных на 6-7 день

после окклюзии, что позволяет сопоставить эти сроки со сроками окончания формирования

зоны некроза и началом образования глиального рубца в головном мозге.

Неврологический

статус

животных.

Неврологический

статус

определяли

у

бодрствующих животных на 7 день после окклюзии непосредственно перед декапитацией.

Данные тестирования представлены на рисунке 7. Суммарный балл у животных из группы

«ОСМА + физ.р-р» был достоверно ниже, по сравнению с группами животных, получавшими

лекарственные средства и составлял 11 баллов, р0,05. Однако если оценивать каждый из

шести тестов по отдельности, статистически значимыми были различия только по 3 и 4 тестам

– тест симметричности движений при подвешивании за хвост и тест взбирания по вертикальной

сетке соответственно. Так, животные из группы «ОСМА + CoQ10» показали лучший результат

по обоим тестам, а животные, получившие «Мексидол»- только по тесту 3, р0,05.

Рис. 7 - Неврологический статус

животных.

Данные представлены в виде

ср.знач ± станд.откл,

*- р0,05 относительно группы

«ОСМА + физ.р-р»;

# - р0,05 относительно группы

«ОСМА + CoQ10» по

U-критерию Манна-Уитни

16

Cуммарный балл животных из группы «ОСМА + Мекс» (13 баллов) достоверно

отличался как от балла животных, получивших CoQ10 (14 баллов), так и от животных,

получивших физиологический раствор (11 баллов), р0,05. Согласно полученным данным, к 7

суткам происходит компенсаторное восполнение некоторых моторных и сенсорных функций и

путем используемого неврологического тестирования удается выявить различия только в тех

тестах, которые требуют от животного выраженного физического усилия.

Размер очага поражения головного мозга. Как известно из литературных данных, зона

некроза головного мозга продолжает распространяться за счет отека и сдавливания ткани мозга

на протяжении как минимум 5 дней. С 7 дня после начала ишемии начинает формироваться

глиальный рубец, зона больше не увеличивается. Таким образом, на 7 день после окклюзии на

экспериментальной модели ишемического инсульта можно оценить максимальный размер

очага повреждения головного мозга. В эксперименте было показано, что зона некроза у

животных из группы «ОСМА + CoQ10» достоверно отличалась от зоны некроза в группе

«ОСМА + физ.р-р» (28,4±2,3%), р0,01. Размер зоны некроза в группе животных, получавших

мексидол достоверно отличался от группы «ОСМА + физ.р-р», р0,05 и не отличался от группы

животных, получавших CoQ10, р0,05. Однако, зона поражения головного мозга в группе

«ОСМА + CoQ10» была меньше, по сравнению с группой «ОСМА + Мекс» (18,4±1,8% и

22,8±2,8% соответственно), р0,05. Размер очага поражения головного мозга животных в

экспериментальных группах представлен на рис. 8. По сравнению с предыдущим

экспериментом с ишемией/реперфузией головного мозга, длительность наблюдений в котором

была 24 часа, происходило увеличение зоны некроза головного мозга как в группе «ОСМА +

физ.р-р», так и в группе «ОСМА + CoQ10».

Рис. 8 - Зона поражения головного мозга

(в % к объему ипсилатерального

полушария).

Данные представлены в виде

ср.знач ± станд.ош,

* р0,05 относительно группы

«ОСМА + физ.р-р»;

** - р0,01 относительно группы

«ОСМА + физ.р-р» по

U-критерию Манна-Уитни.

Таким образом, и мексидол и коэнзим Q10 оказывали выраженное нейропротекторное

действие, выражающееся в улучшении неврологического статуса и ограничении очага

поражения. При внутривенном введении CoQ10 отмечалась тенденция к большему

ограничению размеров очага некроза головного мозга.

17

ные

И/л

К/л

И/л

К/л

И/л полуш.

К/л полуш.

полуш.

полуш.

полуш.

полуш.

24,9±2,0

24,5±0,8

22,1±1,4*

22,1±1,2*

20,8±1,8*

22,4±1,9*

22,6±1,6*

24,9±1,6

Данные представлены в виде ср.знач ± станд.откл, *- р0,05 относительно групп «Интактные», «Л.о.»

и «ОСМА + CoQ10» к/л полушарие по U-критерию Манна-Уитни.

Таким образом, к 7 суткам после ишемии уровень эндогенного CoQ10 в обоих

полушариях контрольных животных истощался, а однократное внутривенное введение CoQ10

оказывалось недостаточным для поддержания повышенных уровней в ипсилатеральном

полушарии на протяжении 7 дней. В данном эксперименте было показано, что однократное

внутривенное введение CoQ10 к 7 суткам постишемического периода приводит к ограничению

зоны некроза головного мозга и улучшению неврологического статуса. Препарат можно

считать равноэффективным с препаратом мексидол, и отмечается тенденция к большему

ограничению очага поражения мозга. Однако, однократного введения оказалось недостаточно

для поддержания достаточного уровня CoQ10 в головном мозге, поэтому полученные данные

послужили основанием для изучения возможного усиления нейропротекторного эффекта

CoQ10 при его повторном введении.

7. Изучение нейропротекторной эффективности двукратного внутривенного введения

CoQ10 на модели ишемии/реперфузии головного мозга крыс

В предыдущих

экспериментах

(однократное введение препарата, длительность

экспериментов 1 и 7 суток) было показано, что к 7 суткам происходит увеличение зоны

поражения головного мозга как в группе «ОСМА + CoQ10», так и в группе «ОСМА + физ.р-р».

Это послужило основанием для проведения эксперимента по двукратному введению коэнзима

Q10 – через 45 минут после начала окклюзии средней мозговой артерии и повторно через 24

часа.

18

Тканевое содержание CoQ10 в головном мозге. При анализе тканевого содержания

CoQ10 в головном мозге животных из группы «ОСМА + физ.р-р» оказалось, что он был снижен

равномерно по обоим полушариям и достоверно отличался от группы ложнооперированных

животных, р0,05. В группе «ОСМА + CoQ10» к 7 суткам уровень CoQ10 в ипсилатеральном

полушарии истощался и снижался до уровня животных из группы «ОСМА + физ.р-р», однако в

контралатеральном полушарии оставался на уровне интактных животных. У животных из

группы «ОСМА + Мекс» уровень CoQ10 в обоих полушариях был достоверно снижен и

соответствовал группе «ОСМА + физ.р-р».

Значения абсолютного содержания CoQ10 в

головном мозге животных представлено в таблице 7.

Таблица 7 - Абсолютное тканевое содержание CoQ10 в головном мозге животных, мкг/г

Интакт

Л.о.

ОСМА+физ.р-р

ОСМА+Мекс

ОСМА+CoQ10

Смертность

в

экспериментальных

группах.

Всего

в

эксперименте

было

прооперировано 53 животных. Смертность животных в экспериментальных группах животных

с окклюзией средней мозговой артерии не различалась.

Неврологический статус животных. У животных из группы «ОСМА + физ.р-р»

суммарный балл по 6 тестам составил 10 баллов и был достоверно ниже, по сравнению с

ложнооперированными

животными

и

с

животными,

получавшими

препарат.

После

однократного введения CoQ10 у животных отмечалось улучшение неврологического статуса,

суммарный балл составил 13, р0,05. При этом достоверные различия в группой «ОСМА +

физ.р-р» были выявлены по 3 и 4 тестам – тест подвешивания за хвост и тест подсаживания на

вертикальную сетку, то есть по тестам, выявляющим грубый моторный дефицит. При

двукратном введении отмечалось еще большее восстановление неврологических функции,

суммарный балл составил 15, р0,05. При этом отмечалось практически полное восстановление

чувствительности, измеренное по последним 2 тестам – прикосновение к туловищу и к

вибриссам. Так же повышалась двигательная активность животных. Достоверные различия по

всем тестам были выявлены при сравнении с группой «ОСМА+физ.р-р». При сравнении с

группой

«ОСМА+CoQ10*1» достоверные

различия были выявлены только в тесте

подсаживании на сетку и в суммарном балле. Таким образом, двукратное введение CoQ10

имело преимущество перед однократным и приводило к улучшению как двигательных, так и

чувствительных функций. Данные неврологического статуса представлены на рисунке 9.

Рис. 9 - Неврологический статус

животных.

Данные представлены в виде

ср.знач ± станд.откл,

*- р0,05 относительно группы

«ОСМА + физ.р-р»;

# - р0,05 относительно группы

«ОСМА + CoQ10*1» по

U-критерию Манна-Уитни.

Размер очага поражения головного мозга. Как и в предыдущих экспериментах к 7

суткам после окклюзии средней мозговой артерии у всех животных происходило формирование

зоны некроза головного мозга. У животных из группы «ОСМА+физ.р-р.» зона некроза

составила 38,6±4,1% и была достоверна больше, чем у животных получавших коэнзим Q10 (см.

рис. 10). Размер очага поражения головного мозга у животных из группы «ОСМА+CoQ10*1»

составил 23,9±2,1% и оказался на 38% меньше по сравнению с группой «ОСМА+физ.р-р».

Повторное внутривенное введение коэнзима Q10 через 24 часа после ишемии приводило к еще

большему ограничению зоны поражения мозга и составило 18,8±1,9%, что на 51% меньше, чем

19

у животных, получавших физиологический раствор, р0,01. При этом у животных из группы

«ОСМА+CoQ10*2» отмечалась тенденция к уменьшению зоны поражения, она была на 21%

меньше, по сравнению с группой «ОСМА+CoQ10*1», однако это уменьшение не было

достоверным. Возможно, необходимо увеличение выборки.

Рис. 10 - Зона поражения головного мозга (в

% к объему ипсилатерального полушария)

Данные представлены в виде

ср.знач ± станд.ош,

* - р0,05 относительно группы

«ОСМА + физ.р-р»;

** - р0,01 относительно группы

«ОСМА + физ.р-р» по

U-критерию Манна-Уитни.

По сравнению с предыдущим экспериментом во всех экспериментальных группах

размер очага поражения головного мозга был больше. Однако процент уменьшения размера

поражения после однократной инъекции CoQ10 сохранялся тем же – 38% в данном

эксперименте и 36% в предыдущем. Повторное введение CoQ10 приводило к еще большему

ограничению очага поражения (на 51%). Таким образом, двукратное внутривенное введение

коэнзима Q10 (за 15 мин до реперфузии и на следующие сутки после ишемии) приводило к

усилению его нейропротекторного эффекта, что выражалось в улучшении неврологических

функций, как двигательных, так и чувствительных, и в значительном уменьшении очага

поражения головного мозга.

Тканевое содержание CoQ10 в головном мозге. При анализе тканевого содержания

CoQ10 в головном мозге животных из группы «ОСМА + физ.р-р» оказалось, что он был снижен

равномерно по обоим полушариям и достоверно отличался от группы ложнооперированных

животных, р0,05. Значения абсолютного содержания CoQ10 в головном мозге животных

представлено в таблице 8. В группе «ОСМА + CoQ10*1» к 7 суткам уровень CoQ10 в обоих

полушариях был равномерно снижен по сравнению с интактными животными и статистически

не отличался от животных из группы «ОСМА+физ.р-р». Таким образом, однократное введение

коэнзима Q10 к 7 суткам постишемического периода не приводило к его накоплению в

головном мозге. В группе «ОСМА+CoQ10*2» к 7 суткам постишемического периода уровень

CoQ10 в обоих полушариях оказывался на уровне интактных и ложнооперированных

животных. В контралатеральном полушарии он был выше, относительно ипсилатерального,

однако это повышение не было статистически значимым.

20

Таблица 8 - Абсолютное тканевое содержание CoQ10 в головном мозге животных, мкг/г

Интактные

Л.о.

ОСМА+физ.р-р

ОСМА+CoQ10*1

ОСМА+CoQ10*2

И/л

К/л

И/л

К/л

И/л

К/л

полуш.

полуш.

полуш.

полуш.

полуш.

полуш.

17,6±1,7

18,1±2,4

12,6±0,6*

15,2±0,7* 13,2±0,7* 14,4±1,9*

16,3±0,5

19,7±4,3

Данные представлены в виде ср.знач ± станд.откл, *- р0,05 относительно групп «Интактные»,

«Л.о.», и «ОСМА + CoQ10*2» и/л и к/л полушария по U-критерию МАнна-Уитни.

В

нашем

исследовании

повторное

введение

CoQ10

через

24

часа

после

ишемии/реперфузии головного мозга к 7 суткам приводило к улучшению неврологического

статуса животных: практически полному восстановлению чувствительности, а так же

значительному улучшению двигательной активности и

снижению степени паралича

конечностей. Так же, отмечалась тенденция к снижению размера очага некроза головного

мозга. Таким образом, двукратное введение CoQ10 через 45 мин после начала ишемии и на

следующие сутки (через 24 часа) приводит к накоплению CoQ10 в обоих полушариях

головного мозга, что выражается в усилении нейропротекторного действия CoQ10:

восстановлении двигательных и чувствительных функций и ограничению зоны некроза

головного мозга на 51%. Полученные данные свидетельствуют о необходимость исследования

различных протоколов введения препарата в различные сроки после ишемии и различную

кратность введения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Итоги

В данной работе были исследованы нейропротекторные свойства коэнзима Q10 при его

внутривенном введении.

Как известно из литературных данных, длительное кормление животных per os

коэнзимом Q10 приводит к стойкому повышению его уровня в плазме крови. Однако, даже при

длительном приеме внутрь, созданных плазменных концентраций оказывается недостаточно

для проникновения и накопления CoQ10 в головном мозге (Bhagavan, H.// Mitochondrion. -

2007. - V. 7. - P. 78-88), (Liu, Z.// Alternative therapies in health and medicine. - 2009. - V. 15, № 2. -

Р. 42-46). По различным данным, биодоступность коэнзима Q10 при приеме внутрь составляет

всего 0,5-3% (Каленикова, Е.И.// Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. – 2008. -

Т. 9, № 146. - С. 288-291), (Beal, M.// JAMA neurology. - 2014. - V. 71, № 5. - Р. 543-552). В

ургентных ситуациях, таких как инсульт, для защиты головного мозга от ишемического

повреждения необходимо быстро и эффективно повысить уровень CoQ10 в мозге.

Оптимальным является его внутривенное введение.

В настоящее время на фармацевтическом рынке не существует лекарственных форм

коэнзима Q10 для парентерального введения в условиях клиники, а их создание ограничивается

21

гидрофобностью молекулы коэнзима Q10 и небольшим спектром веществ-солюбилизаторов,

пригодных для внутривенного применения.

В данной работе исследована нейропротекторная эффективность внутривенного

введения раствора солюбилизированного коэнзима Q10 в составе препарата «Кудесан раствор».

Для данной лекарственной формы CoQ10 впервые показана возможность его быстрой

доставки в головной мозге после однократного внутривенного введения и поддержания

повышенных уровней на протяжении 12 часов.

В экспериментах in vitro на нейрональной культуре клеток в условиях нормобарической

гипоксии впервые показаны нейропротекторные свойства CoQ10, выражавшиеся в улучшении

выживаемости нейронов и улучшении их функциональных характеристик. Полученные данные

предопределили дальнейшее изучение нейропротекторной эффективности CoQ10 in vivo на

моделях острой и хронической ишемии головного мозга у крыс.

Немногочисленные экспериментальные исследования показали, что введение CoQ10

непосредственно в очаг поражения в головном мозге сопровождалось значительным

ограничением ишемического повреждения и улучшением биохимических параметров в ткани

мозга (Kerimoglu, A.// Turkish journal of trauma & emergency surgery. - 2007. - V. 13, № 2. - P. 85-

93). Длительный превентивный пероральный прием CoQ10 в некоторых экспериментах так же

приводил к уменьшению зоны некроза и улучшению неврологических характеристик (Zamani,

M.// Basic and Clinical Neuroscience. - 2012. - V. 3, № 5. - Р. 5-10). В данной работе показано, что

внутривенное введение CoQ10 уже после начала ишемии головного мозга в остром периоде

инсульта приводит к значительному уменьшению очага некроза головного мозга и улучшению

двигательных и чувствительных функций, как в условиях необратимой ишемии, так и

ишемии/реперфузии. Впервые показана взаимосвязь между уровнем CoQ10 в ткани мозга и

уменьшением инфарктной зоны.

Впервые изучен нейропротекторный эффект в отсроченном периоде ишемического

инсульта после однократного внутривенного введения CoQ10. Показано, что после

однократного введения в отдаленном периоде зона поражения мозга уменьшается и

улучшаются двигательные функции. Так же показано усиление нейропротекторного эффекта

CoQ10 при его двукратном внутривенном введении в остром периоде и через 24 часа после

ишемии мозга, выражающееся в значительном ограничении зоны некроза и практически

полном восстановлении неврологических функций.

Таким образом, внутривенное введение данной лекарственной формы коэнзима Q10

приводит

к

повышению

его

содержания

в

головном

мозге

и

сопровождается

нейропротекторным

эффектом:

ограничением

зоны

инфаркта

мозга

и

улучшением

неврологического статуса животных.

22

ВЫВОДЫ

1. Внутривенное введение CoQ10 приводит к быстрому пополнению его уровня в головном

мозге крыс и поддержанию повышенных уровней на протяжении 12 часов после

однократного введения.

2. In vitro на культуре клеток гиппокампа в условиях нормобарической гипоксии добавление

CoQ10 приводит к повышению жизнеспособности нейронов на протяжении 7 суток

постгипоксического периода и улучшению функциональной активности нейронов в составе

нейрональных сетей.

3. Однократное внутривенное введение CoQ10 после моделирования ишемии головного мозга

как на модели ишемии/реперфузии, так и на модели хронической ишемии мозга к первым

суткам приводит к:

накоплению CoQ10 в обоих полушариях головного мозга;

уменьшению неврологического дефицита;

ограничению зоны некроза головного мозга на 67% и 50% (ишемия/реперфузия и

хроническая ишемия соответственно).

4. Однократное

внутривенное

введение

CoQ10

к

7

суткам

после

моделирования

ишемически/реперфузионного повреждения головного мозга приводит к:

накоплению CoQ10 в контралатеральном полушарии мозга;

улучшению неврологического статуса;

уменьшению зоны некроза головного мозга на 36%.

5. Двукратное внутривенное введение CoQ10 к 7 суткам после ишемически/реперфузионного

повреждения мозга имеет преимущество перед однократным введением и приводит к:

накоплению CoQ10 в обоих полушариях головного мозга,

уменьшению неврологического дефицита, практически полному восстановлению

чувствительных и значительному улучшению двигательных функций;

уменьшению очага поражения головного мозга на 51%.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Полученные данные могут служить основанием для дальнейшей разработки лекарственных

форм коэнзима Q10 для внутривенного введения и их применения в клинической практике.

2. Внутривенное введение коэнзима Q10 может быть эффективно при других острых

сердечнососудистых состояниях.

3. Использованные в работе методики оценки неврологического статуса и морфометрического

определения очага поражения мозга могут быть использованы для исследования

эффективности других нейропротекторных средств.

23

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи:

1. Белоусова,

М.А.

Новые

антиоксиданты как

нейропротекторы

при ишемических

повреждениях головного мозга и нейродегенеративных заболеваниях [Текст] / М.А.

Белоусова, Е.А. Корсакова, Е.А. Городецкая, Е.И. Каленикова, О.С. Медведев //

Экспериментальная и клиническая фармакология. – 2014. – Т. 77, № 11. – С. 36 – 44.

2. Каленикова, Е.И. Внутривенное введение коэнзима q10 повышает его содержание в

головном мозге крыс [Текст] / Е.И. Каленикова, Е.А. Городецкая, М.А. Белоусова, Е.В.

Харитонова, О.Г. Токарева, М.М. Артемьева, О.С. Медведев // Экспериментальная и

клиническая фармакология. – 2014. – Т. 77, № 10. – С. 36 – 37.

3. Каленикова, Е.И. Оценка линейности фармакокинетики убидекаренона при внутривенном

введении [Текст] / Е.И. Каленикова, Е.А. Городецкая, М.А. Белоусова, Е.В. Харитонова,

О.Г. Токарева, О.Ю. Куляк, О.С. Медведев // Химико-фармацевтический журнал. –2014. - Т.

48, № 12. – С. 7 – 8.

Тезисы:

1. Belousova, M. Neuroprotective efficacy of coenzyme q10 in rat model of transient focal ischemia

[Text] / M. Belousova, O. Povarova, E. Gorodetskaya, E. Kalenikova, O. Medvedev // Journal of

European Neuropsychopharmacology. – 2014. – V. 24. – P. S202 – S202.

2. Belousova, M. Coenzyme q10 (coq10) protects brain against ischemic-reperfusion damage [Text] /

M. Belousova, O. Tokareva, E. Gorodetskaya, E. Kalenikova, O. Medvedev // Journal of

Hypertension, Supplement. – 2015. – V. 33, № 1. – P. e442-e442.

3. Белоусова, М. Оценка нейропротекторной эффективности однократного внутривенного

введения коэнзима q10 на модели ишемического инсульта у крыс [Текст] / М. Белоусова, Е.

Городецкая, Е. Каленикова, О. Поварова, О. Медведев // Сборник трудов 10 –ого

Международного

Междисциплинарного

конгресса

"Нейронаука

для

медицины

и

психологии". – 2014. – С. 79-79.

4. Belousova, M. Intravenous administration of solubilized coenzyme q10 provides neuroprotection

in rat model of permanent cerebral ischemia [Text] / M. Belousova, O. Medvedev, E.

Gorodetskaya, E. Kalenikova // Abstract book of 8th Conference of the International Coenzyme

Q10 Association. – 2015. – P. 56-56.

5. Belousova, M. Protective role of ubidecarenone in experimental ischemia-reperfusion brain

injury [Text] / M. Belousova, O. Tokareva, O. Povarova, E. Gorodetskaya, E. Kalenikova, O.

Medvedev // Abstract book of the International congress on neuroscience. – 2014. – P. 14-14.

6. Белоусова, М. Коэнзим q10, введенный внутривенно, ограничивает зону поражения

головного мозга и уменьшает неврологический дефицит у крыс (модель ишемического

инсульта) [Текст] / М. Белоусова // Сборник трудов 21-о1й Международной научной

конференции студентов, аспирантов и молодых ученых Ломоносов. – 2014.

24

Патенты:

1. Способ лечения ишемического инсульта: пат.

2554500 Рос. Федерация: МПК А61К

31/122, А61Р 9/10, А61Р 9/14 / О.С. Медведев, Е.И. Каленикова, Е.А. Городецкая, М.А.

Белоусова, О.В. Поварова, заявитель и патентообладатель Федеральное государственное

бюджетное

образовательное

учреждение

высшего

образования

«Московский

государственный университет имени М.В.Ломоносова». - № 2013142835/15, заявл.

20.09.2013, опубл. 27.06.2015 Бюл. № 18. – 10с.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

CoQ10 – коэнзим Q10

ОСМА – окклюзия средней мозговой артерии

Л.о. – ложнооперированные

К/л – контралатеральное полушарие

И/л – ипсилатеральное полушарие

ТТХ –2 % раствор 2,3,5-трифенилтетразолия хлорида

ДМСО - диметилсульфоксид

25



Похожие работы:

«КУСТОВА ТАТЬЯНА ЮРЬЕВНА Значение определения циркулирующего натрийуретического пропептида (pro ANP) и его локально-почечного мессенджера (cGMP) в оценке активности и прогноза хронического гломерулонефрита 14.01.29-нефрология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Москва 2016 2 Работа выполнена в ГБОУ ВПО Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М.Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации....»

«Кадыров Бахрам Алланазарович Сравнение результатов чрескожных коронарных вмешательств и аортокоронарного шунтирования при поражении незащищенного ствола левой коронарной артерии. (Сердечно-сосудистая хирургия 14.01.26) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук МОСКВА 2015 Диссертационная работа выполнена в Федеральном государственном Бюджетном Научном Учреждении Научный центр сердечно-сосудистой хирургии имени А.Н. Бакулева МЗ РФ. Научные...»

«АНДРЕЕВА Галина Олеговна ХРОНИЧЕСКИЙ БОЛЕВОЙ СИНДРОМ ПРИ ЗАБОЛЕВАНИЯХ ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ 14.01.11. – нервные болезни АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук Санкт-Петербург 2015 г. Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном военном образовательном учреждении высшего образования Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова Министерства обороны Российской Федерации Научный консультант: Емельянов Александр Юрьевич –...»





 
© 2015 www.z-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.